涉农资金管理改革试点项目的工程设计要点

（河南方正水利工程咨询有限公司）

涉农资金管理改革试点项目的工程设计要点

□王朝功（河南方正水利工程咨询有限公司）

新蔡县2016年度省级涉农资金管理改革试点补助资金项目，以提高农业综合生产能力、保障国家粮食安全、改善农村生态环境为目标。统筹安排当前和长远农田水利建设、大力发展节水灌溉，适度增加灌溉面积，全面提高农田水利投资效益、灌溉水利用率和农业抗御自然灾害能力，为经济作物、蔬菜业、林果业发展提供了有利条件。满足现代农业“两高一优”的要求，并将提高灌区工农业生产的经济效益，使农民生活、生产水平上一个新台阶。主要工程形式有低压管道灌溉工程、小型水源工程、沟渠疏浚及配套建筑物等。

涉农资金；工程设计；要点分析

1 项目概况

1.1 自然条件

新蔡县地处淮河流域，境内有汝河、小洪河、大洪河、洪河分洪道四条骨干河道，同属于洪汝河水系，水域面积占土地面积的8.67%。洪河、汝河贯穿新蔡全境。县域内地下水以浅层含水岩组为主，含水层较厚，富水性为中水量。地下水质良好，适宜农田灌溉和饮用，且浅层含水层厚度大、分布广、埋藏浅、易开发。县域内虽年降雨量较大，但因集中7-9月，缺少必要的集水设施，大部分流出境外，地表水利用率不高。

1.2 工程概况

新蔡县2016年度省级涉农资金管理改革试点补助资金项目，其中低压管灌建设面积0.13万hm2，改善除涝面积0.09万hm2。涉及顿岗乡：沈岗、林尧、双庄、吴张庄、黄家冢、杨寨、苏湾、顿岗等8个行政村，65个自然村，1.69万人。主要工程形式有低压管道灌溉工程、小型水源工程、沟渠疏浚及配套建筑物等。

1.3 建设标准

建设标准和技术要求为《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）、《节水灌溉工程技术规范》（GB/T50363-2008）、《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T20203-2006）等相关技术规范要求。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，小型水源工程：工程等别为Ⅴ等，建筑物级别为5级，除涝标准采用5 a一遇。根据《节水灌溉技术规范》（SL/207-2000），低压管灌灌溉设计保证率75%。低压管灌灌溉水利用系数0.81。

2 建筑物工程设计

2.1 机井工程

机井规划：机井应紧靠生产路布置，便于输水和交通。根据计算，低压管灌设计单井控制面积5.33 hm2。

井型选择：根据新蔡县2016年度省级涉农资金管理改革试点补助资金项目区的水文地质资料和新蔡县农用机井的建设经验，井深确定为50 m，井内径40 cm，单井出水量30～40 m3/h，设计取32 m3/h。

水泵型号：200JQ32-26/2，配套电机功率为4.00kW，应用于低压管灌田块。

井堡设计：机井工程及配套设备都在野外，应加强保护，均设计井台井堡，井台采用固定封闭形式，为1.40 m×1.40 m的方形现浇C20混凝土构件，安装好后其井台高出地面28 cm，上部增设玻璃钢井堡。井堡采用玻璃钢井堡，长1.00 m，宽1.00 m，高1.40 m，其中设机井控制柜。

机电设备：由于农村电压不正常，缺相和欠压情况较为普遍，因此按台区增配变压器保证机井低压管灌区及喷灌区供电。从变压器到机井铺设地埋电缆，实行单井单线，根据现场勘查及典型设计确定地埋电缆长度。

2.2 管网工程

2.2.1 管网布置

管道系统布置应与当地道路、林带、供电、农业耕作措施、行政区划等密切结合，统筹兼顾；管网布置要做到管线平顺，尽量减少拐弯、起伏现象，力求使管线最短、控制面积最大；在地形条件允许的情况下，应尽量使管道双向控制，使单位面积管道用量最少，以减少工程投资；出水口位置、间距以按灌溉面积均衡布置为原则，同时兼顾农户管理、使用方便，设计确定主要建设干支管道，给水栓间距为50 m，采用塑料软管输送井水到田间地头，每次通过开启给水栓实施轮灌。

2.2.2 管材选用

对于田间灌溉系统，根据铺设技术简易，施工工期短，质量标准易保证，造价低廉等原则，干管选用低压PVC-UΦ110（0.40 MPa）塑料硬管，各种管件采用厂家定型配套产品。

2.2.3 管径选择

地埋管道干支管管径采用经济流速法来计算。当动力为电动机时，按式（1）计算：

式中：D—经济管径（mm）；Q—设计流量（m3/h），取水泵出水流量Q=32 m3/h计算；V—经济流速，根据不同管材经济流速表查得，PVC-U管材经济流速为1.20 m/s。

由上式计算可得D=97.10 mm，参考类似低压管灌的实际经验，确定干管、支管均采用Ф110、公称压力0.40 MPa的低压PVC-U硬管。给水栓以外采用Ф90锦塑软管。

2.2.4 管道埋设深度

根据冻土层深度和耕作要求，埋深取0.80 m。

2.3 排水沟工程

除涝标准采用5 a一遇，防洪标准10 a一遇。

2.3.1 排涝模数的确定

依据河南省水文水资源局2007年编制的《河南省水资源》，新蔡县2016年度省级涉农资金管理改革试点补助资金项目区径流深R=170 mm，按5 a一遇，1 d降雨1 d排出的排涝标准。排涝模数采用平均排出法，这种方法就是按排水面积上的设计径流深在规定排水时间内平均排除的要求计算排涝模数为：2.78（m3/s）/km2。其计算公式（2）为：

式中：qp—排涝模数，（m3/s）/km2；R—设计径流深，mm；T—规定的排水天数，T=1 d；t—每天排水时间，对于自流排水，t=24 h。

2.3.2 排涝设计流量的确定

设计排涝流量公式：Q=qpF（3）

式中：Q—设计排涝流量，m3/s；qp—设计排涝模数。F—流域面积，根据实际调查，典型斗沟控制面积为0.50～0.70 km2，即50～70 hm2；农沟控制面积为0.20～0.40 km2，即20～40 hm2。

由此计算得：Q斗=1.40～2.00 m3/s；Q农=0.60～1.20 m3/s。斗、农排断面均采用梯形，断面设计按明渠均匀流计算。设计A、B型斗沟和A、B型农沟共四种型式断面的排水沟作为典型设计，由上述公式计算典型区斗农沟设计成果见表1。

表1 典型区斗、农沟设计成果表

2.4 生产桥涵

2.4.1 设计标准

设计生产桥均为道路、渠道和排水沟上生产桥。

2.4.2 安全等级

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）要求，按持久状况承载能力极限状态设计时，公路桥涵结构的设计安全等级划分为三级。根据工程实际，桥涵结构为小桥，因此桥涵设计安全等级为三级。

2.4.3 汽车荷载标准

生产桥设计标准按农桥-Ⅰ级。

2.4.4 钢筋混凝土板桥结构设计

上部结构。混凝土平板桥，上部结构型式C25为现浇钢筋混凝土桥面板。下部结构。下部结构采用重力式混凝土桥台结构，混凝土强度等级为C20，内墙垂直，外坡比1：0.30，基础采用C20混凝土结构，厚度50 cm，基础扩大30 cm。

2.5 机耕路工程

对部分必要的道路进行整修，主要以机耕路建设为主，能满足中型以上农业机械通行。设计中主要遵循标准新、技术可行、价格低、选材合理、施工方便、利于养护等原则，设计标准为四级公路，正常维修情况下，使用年限10-15 a。

设计机耕路总宽6.00 m，中间采用18cm厚4.00 m宽水泥路面，路面由中心线向两侧均设1.00%的横坡以排除路面积水；路基为原路基面，施工前进行清扫、整平、压实；路面两侧各设1.00 m宽素土夯实路肩，素土夯实，为防公路被水流冲蚀，路肩两侧种植绿化树各一行，树间距为2.00 m。

3 结语

近年来，新蔡县对小型农田水利工程建设高度重视，连续多年荣获“红旗渠精神杯”金杯奖。特别是“十二五”以来，新蔡县水利基础设施建设坚持全面规划、综合治理的原则，实行除害兴利结合、防洪抗旱并举、开源节流并重、把节约放在首位的方针，努力搞好水资源的开发、利用、节约和保护。通过近几年的农田水利工程建设，改善了农业生产条件，提高了新蔡县粮食综合生产能力，改善了农村生态环境，提高了农民收入，带动了全县农田水利基本建设，促进了全县农田水利基本建设深入、持续、健康发展。

编辑：国立杰刘长垠

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2017-03-08